[发明专利]一种退役动力电池快速分选系统

权利要求书

1.一种退役动力电池快速分选系统，其特征在于：包括管理平台、测试系统、采集系统、控制系统、输入输出系统、供电系统、交流电网和退役电池模块，所述管理平台分别通过通信线与测试系统连接、采集系统和控制系统连接，所述测试系统第一端通过直流功率线一与控制系统连接，第二端通过交流功率线与交流电网连接，还通过通信线与管理平台通信，所述采集系统通过采集线束与退役电池模块连接，还通过通信线与管理平台连接，所述控制系统第一端通过直流功率线一与测试系统连接，第二端通过直流功率线二与退役电池模块连接，还通过通信线与管理平台连接，所述输入输出系统与管理平台连接，所述供电系统通过供电网络为管理平台、测试系统、采集系统和控制系统供电；

退役动力电池快速分选系统操作步骤如下：

S1、数据导入及前处理

输入电池模块的电池类型、电池节数、标称容量等初始参数，采集电池模块中单体电池开路状态下电压，电池模块的初始参数由扫码系统扫描电池模块条形码或二维码输入，或通过键盘、鼠标、触摸屏等人体学设备手工输入，当电池模块中存在单体电池有低于电压下限值或高于上限时，先进行均衡处理，均衡至单体开路电压极差不高于20毫伏止；

S2、脉冲充放电测试及指标计算

电池模块进行脉冲恒流I充电→静置→脉冲恒流I放电，取脉冲恒流I充电结束时刻电压U_c和脉冲恒流I放电电流达到与充电结束时刻相等时对应电压U_d的平均值，作为等效开路电压值；上述过程也可反向进行，即脉冲恒流I放电→静置→脉冲恒流I充电，将脉冲恒流放电结束时刻电压U_d和脉冲恒流充电电流达到与放电结束时刻相等时对应电压U_c的平均值，作为等效开路电压值，该过程的静置时间在5秒至10秒范围内取值，脉冲充放电电流取不低于2小时率电流；该等效开路电压值查电池模型库中的开路电压-SOC曲线得到每节电池当前SOC值；电池模型库中导入的开路电压-SOC曲线数据，是经过充电开路曲线数据和放电开路曲线数据均值化处理的结果，使开路电压与SOC值一一对应；开路电压不在曲线数据节点，按照该数据相邻4个节点间的三次样条插值拟合获得SOC值，该SOC值作为电池进一步充电或放电的依据，该过程同时能计算出电池的直流内阻r、单次累积容量和温度变化；直流内阻r计算式见式(1)；

S3、恒流充放电测试

当电池模块内单体SOC平均值不高于70％时，电池模块进行恒流放电，放电到电池模块SOC变化超过3％为止；当电池模块内单体SOC平均值不低于95％时，电池模块进行恒流充电，充电到电池模块SOC变化超过1％为止；当电池模块内单体SOC平均值介于70％和95％之间时，电池模块先恒流放电到SOC下降至70％，然后再继续恒流放电到电池模块SOC变化超过4％为止；

S4、循环步骤S2～步骤S3不少于6次，电池模块中单体电池开路电压变化矩阵V＝{Δv_ij}，i＝1,2,…,m,j＝1,2,…,n；单体电池直流内阻矩阵R＝{r_ij},i＝1,2,…,m,j＝1,2,…,n；统计步骤S2中恒流充电或恒流放电过程中的温度变化与容量比值得矩阵TQ＝{Δt_ij/q_m}，i＝1,2,…,m,j＝1,2,…,n；m为电池模块中单体电池串数，n为循环测试次数；

S5、标准化欧式距离和一致性指标计算

假设电池模块共有m串电池，电池做n次循环测试验证数据可靠性，计算每两节单体电池间的标准化欧式距离和电池模块中单体电池一致性指数u；

标准化欧式距离计算前需进行标准化处理，具体如下：

需要考察V、R、TQ三个指标，测试数据集X的均值为向量

其中x为v、r、t/q；

测试数据集X的标准差为向量S(s₁,s₂,s₃)

其中s、x同时取v、r、t/q中的值；

那么X的每个样本的每个分量“标准化变量”x*_i,k表示为：

式中i＝1,2,...,m，k＝1,2,3，标准化向量x^*_i的数学期望为0，方差为1；

因此两节电池a、b间的标准化欧氏距离d_ab公式为：

根据式(4)计算得到向量D＝{d_i}，i＝1,2,…,m(m-1)/2；电池模块中单体电池一致性指数u计算式为：

其中为{d_i}的算术平均值，d_max为{d_i}的最大值，d_min为{d_i}的最小值；n次试验得到一致性指数向量U＝{u_i}，其中i＝1,2,…,n；数据可靠性指数用U中元素的最大值与最小值的比值表示，数据可靠性指数低于1.6认为数据满足要求；

S6、电池模块分选

按照U值大小将电池模块分级为三类：A类为可配组电池模块，B类为短板电池模块，C类为回收电池模块。